具有用來堵塞空氣旁通流動的端部密封件的熱交換器的制造方法
【專利摘要】一種熱交換器具有多個間隔開的板對，其中每一個板對限定流動通道以用于第一流體的流動。一個或更多個翅片被所述間隔開的板對熱聯(lián)接且夾在中間以用于第二流體的流動。還設(shè)置流體歧管，該流體歧管流體聯(lián)接到間隔開的板對的流動通道。所述熱交換器具有由至少所述多個間隔開的板對和所述一個或更多個翅片限定的前面和側(cè)面。并且，旁通密封件與所述側(cè)面中的一個側(cè)面或所述前面互補(bǔ)并且接合地聯(lián)接到所述側(cè)面中的一個側(cè)面或所述前面以便堵塞在所述熱交換器和用來接收所述熱交換器的外殼之間的間隙。還公開了一種熱交換器組件，該熱交換器組件具有公開的熱交換器。
【專利說明】具有用來堵塞空氣旁通流動的端部密封件的熱交換器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本說明書涉及一種具有空氣旁通密封件的熱交換器，和一種具有該熱交換器和該密封件的熱交換器組件。
【背景技術(shù)】
[0002]增壓空氣冷卻器熱交換器在該【技術(shù)領(lǐng)域】中是熟知的，用來沿被供應(yīng)到燃燒發(fā)動機(jī)的增壓空氣的流動路徑安裝。這種增壓空氣典型地包括周圍空氣，該周圍空氣已經(jīng)被諸如增壓器或渦輪增壓器的設(shè)備壓縮以提供增加的質(zhì)量流的空氣到發(fā)動機(jī)以允許發(fā)動機(jī)燃燒增加的量的燃料并且因此以增加水平的功率和性能進(jìn)行操作。
[0003]然而，周圍空氣的壓縮也提高空氣溫度使得增壓空氣具有相對高的溫度，該相對高的溫度如果不減小則不合需要地增加總發(fā)動機(jī)熱載荷。因此，希望在供應(yīng)增壓空氣到發(fā)動機(jī)之前冷卻增壓空氣，并且為了這個目的而設(shè)置增壓空氣冷卻器。
[0004]通常，增壓空氣冷卻器由熱傳導(dǎo)性材料(諸如銅或鋁)的多個輕重量熱傳遞元件構(gòu)造，該熱傳遞元件被成形用來提供擴(kuò)展的熱傳遞表面并且限定用于增壓空氣的流動路徑，該增壓空氣與合適的冷卻劑(諸如周圍空氣或液體冷卻劑)成熱傳遞關(guān)系。更具體地，增壓空氣冷卻器可以由帶翅片的管的網(wǎng)構(gòu)造使得在該翅片上流動的增壓空氣與流過該管的冷卻劑關(guān)聯(lián)，導(dǎo)致對于一些發(fā)動機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用來說充分的熱傳遞。替代地，當(dāng)需要提高的熱傳遞能力時，增壓空氣冷卻器由堆疊的一系列板和翅片構(gòu)造，該板和翅片協(xié)作以限定熱交換器芯，該熱交換器芯具有分離的流動路徑以便增壓空氣和冷卻劑以彼此緊密熱傳遞關(guān)系通過。然而，在任一情況中，增壓空氣冷卻器合意地直接安裝到發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣歧管中，其中穿過進(jìn)氣歧管的增壓空氣正好在被發(fā)動機(jī)吸入之前通過流過增壓空氣冷卻器而溫度降低。
[0005]目前的熱交換器產(chǎn)品可以允許空氣旁通經(jīng)過翅片的端部(該板搭接接頭延伸超過翅片的端部，或延伸超過液體流體歧管，留下不合意的空氣旁通通道)，或需要另外的銅焊上的部件以通過堵塞這些區(qū)域而補(bǔ)償，這添加相當(dāng)大的成本且/或?qū)τ谀承├鋮s器構(gòu)造可能是不可能的。為了解決上述問題，寬彈性體密封件(諸如粘合劑連接的或機(jī)械俘獲的密封件)可以被設(shè)置作為導(dǎo)管裝置的一部分以最小化這種旁通。但這些密封件材料是昂貴的，添加組件復(fù)雜性，并且具有耐久性限制。另一補(bǔ)償替代方案是通過過大尺寸或添加高得多的翅片密度(壓力降損失)超裕度設(shè)計(jì)熱交換器，使得即使具有旁通流動也維持性能，這可能具有其它缺點(diǎn)。
[0006]在該【技術(shù)領(lǐng)域】中需要一種熱交換器和一種熱交換器組件，其中該熱交換器具有密封件，該密封件可以減小或防止空氣在熱交換器的端部周圍旁通。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在一個方面，本說明書公開一種熱交換器，該熱交換器包含:
[0008]多個間隔開的板對，其中每一個板對限定流動通道以用于第一流體的流動；
[0009]一個或更多個翅片，所述一個或更多個翅片被所述間隔開的板對熱聯(lián)接且夾在中間以用于第二流體的流動；
[0010]流體歧管，所述流體歧管流體聯(lián)接到所述間隔開的板對的流動通道；
[0011]所述熱交換器具有由至少所述多個間隔開的板對和所述一個或更多個翅片限定的前面和側(cè)面；和
[0012]旁通密封件，所述旁通密封件與所述側(cè)面中的一個側(cè)面或所述前面互補(bǔ)并且接合地聯(lián)接到所述側(cè)面中的一個側(cè)面或所述前面，以便堵塞在所述熱交換器和用來接納所述熱交換器的外殼之間的間隙。
[0013]在另一方面中，公開一種熱交換器組件，該熱交換器組件包含:外殼，所述外殼具有與用來接納熱交換器的開口連通的腔；和如這里公開的熱交換器。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]現(xiàn)在將通過例子的方式參考附圖，該附圖示出本申請的例子實(shí)施例，并且其中:
[0015]圖1示出用來接納根據(jù)本說明書的熱交換器的進(jìn)氣歧管；
[0016]圖2(a)示出根據(jù)本說明書的第二實(shí)施例的具有夾持在上面的旁通密封件的熱交換器；
[0017]圖2(b)和2(c)示出可連接到根據(jù)本說明書的第二實(shí)施例的熱交換器的替代的夾持在上面的芳通S封件；
[0018]圖2(d)示出進(jìn)氣歧管中的根據(jù)本說明書的第二實(shí)施例的具有夾持在上面的旁通密封件的熱交換器的剖視圖；
[0019]圖2(e)示出根據(jù)本說明書的第二實(shí)施例的進(jìn)氣歧管中的熱交換器的頂視圖；
[0020]圖3(a)示出根據(jù)本說明書的一個實(shí)施例的具有夾持在上面的旁通密封件的熱交換器的示意性正視圖；
[0021]圖3(b)示出圖3(a)的熱交換器的頂視平面圖；
[0022]圖4示出用于熱交換器的根據(jù)本說明書的一個實(shí)施例的夾持在上面的旁通密封件；
[0023]圖5是進(jìn)氣歧管的透視圖，在該歧管內(nèi)具有切口，該切口用來接納存在于熱交換器上的旁通密封件；
[0024]圖6(a)示出根據(jù)本說明書的第三實(shí)施例的具有夾持在上面的旁通密封件的熱交換器；
[0025]圖6(b)示出用于根據(jù)本說明書的第三實(shí)施例的熱交換器的夾持在上面的旁通密封件的展開圖；
[0026]圖7(a)_7(d)示出根據(jù)本說明書的第四實(shí)施例的具有用來將夾持在上面的旁通密封件夾持在適當(dāng)位置的保持器的熱交換器的端部部分的視圖；
[0027]圖8示出根據(jù)本說明書的第五實(shí)施例的具有銅焊在上面的旁通密封件的熱交換器；
[0028]圖9示出如圖8中所示的具有銅焊在上面的密封件的熱交換器的端部部分的展開圖；
[0029]圖10示出用于圖8中示出的熱交換器的密封件的實(shí)施例；并且
[0030]圖11示出圖10中示出的密封件的另一視圖。[0031]類似的附圖標(biāo)記可以在不同的圖中用于指示類似的部件。
【具體實(shí)施方式】
[0032]本說明書一般涉及熱交換器(2)，諸如增壓空氣冷卻器，該增壓空氣冷卻器用來減小流入到燃燒發(fā)動機(jī)的空氣的溫度。
[0033]熱交換器(2)典型地放置在進(jìn)氣歧管(4)中，如圖1中所示，該進(jìn)氣歧管具有腔
(6)，該腔用來通過開口(8)放置熱交換器(2)。進(jìn)入空氣通過進(jìn)氣孔(10)進(jìn)入歧管(4)并且在被引到燃燒發(fā)動機(jī)之前穿過熱交換器(2)。
[0034]根據(jù)本公開使用的熱交換器(2)不受特別限制。在一個例子實(shí)施例中，如圖2a中所示，熱交換器(2)具有多個間隔開的板對(12)，其中每一個板對限定用于第一流體(諸如冷卻劑)的流動的流動通道。還設(shè)置具有入口(16)和出口(18)的流體歧管(14)(更清楚地見圖6);其中流體歧管(14)連接到每一個板對(12)的流動通道以允許流體(諸如冷卻齊U)通過入口(16)進(jìn)入，穿過板對(12)的流動通道，并且通過出口(18)離開。流體歧管
(14)以及入口(16)和出口(18)的位置不受特別限制。在一個實(shí)施例中，如圖2(a)中所示，入口和出口可以存在于頂板(20)上。而在另一實(shí)施例中，如圖6中所示，入口(16)和出口(18)可以存在于熱交換器⑵的側(cè)面(22)上。
[0035]每一個間隔開的板對(12)之間的空間設(shè)置有翅片(24)。翅片(24)可以提供第二流體流動通道，該第二流體通常是通過進(jìn)氣孔(10)進(jìn)入的空氣；并且其中第二流動通道垂直于由板對(12)限定的流動通道以允許熱交換。
[0036]如這里公開的熱交換器(2)具有前面(26)使得當(dāng)熱交換器(2)布置在進(jìn)氣歧管
(4)中時，該前面(26)被布置在進(jìn)氣孔(10)并且允許第二流體(空氣)在進(jìn)入燃燒發(fā)動機(jī)之前穿過翅片(24)并且經(jīng)受熱交換。
[0037]此外，如這里公開的熱交換器(2)設(shè)置有側(cè)面(22)。在圖6a中示出的實(shí)施例中，該側(cè)面的一個由流體歧管(14)形成，而其它側(cè)面由板對(12)的端部與翅片(24)的端部一起形成。
[0038]如這里公開的熱交換器(2)也設(shè)置有旁通密封件(28)，該旁通密封件與熱交換器的前面(26)或側(cè)面(22)中的一個側(cè)面互補(bǔ)?；パa(bǔ)的旁通密封件(28)聯(lián)接到熱交換器的側(cè)面(22)中的一個側(cè)面或前面(26)以堵塞可能存在于熱交換器(2)和外殼的內(nèi)側(cè)諸如進(jìn)氣歧管(4)之間的間隙。這可以幫助防止空氣沿?zé)峤粨Q器(2)的側(cè)面(22)旁通并且提高熱交換的總效率。
[0039]在圖2和4中示出的實(shí)施例中，使用兩個旁通密封件(28)，每一個密封件(28)與它連接到其上的熱交換器(2)的側(cè)面(22)互補(bǔ)。密封件(28)設(shè)置有熱交換器接合面(30)和密封面(32)。熱交換器接合面(30)在輪廓上與側(cè)面(22)或前面(26)互補(bǔ)，它接合該側(cè)面或前面的任一個。在一個實(shí)施例中，熱交換器接合面(30)設(shè)置有凹口(34)(圖3和4)，使得當(dāng)密封件接合側(cè)面(22)或前面(26)時，由板對(12)和翅片(24)形成的凹槽被堵塞。然而，密封面(32)有助于堵塞在熱交換器(2)的端部和歧管(4)之間的任何間隙。
[0040]根據(jù)公開的熱交換器(2)使用的密封件(28)的精確的形狀和尺寸不受特別限制。在如圖2中所示的一個實(shí)施例中，旁通密封件(28)的密封面(32)提供平的表面。而在如圖3和4中所示的另一實(shí)施例中，密封面(32)是傾斜的；在它從頂板(20)向著熱交換器的底部時逐漸變細(xì)且變得較窄。例如，在一個實(shí)施例中，密封面(32)以1-2°傾斜。該角度可以有助于保證密封件(28)不需要被壓縮直到熱交換器(2)幾乎完全插在歧管(4)中，并且因此幫助安裝。
[0041]類似地，熱交換器接合面(30)的形狀和尺寸不受特別限制，并且將特別地取決于特別應(yīng)用和密封件(28)被應(yīng)用于其上的熱交換器。在圖3和4中示出的實(shí)施例中，存在于熱交換器接合面(30)上的凹口(34)可以更深，而在其它情況中，取決于特別應(yīng)用和所用的熱交換器，凹口(34)可以是淺的。
[0042]在如圖5中所示的一個實(shí)施例中，歧管(4)設(shè)置有凹部(36)，該凹部與旁通密封件(28)的密封面(32)互補(bǔ)以堵塞熱交換器(2)和歧管(4)之間的間隙。在圖5的實(shí)施例中，凹部(36)是錐形的，這可以有助于在歧管(4)中的熱交換器(2)的密封和安裝。此外，凹部(36)也可以通過抵制在歧管內(nèi)的移動而幫助保持熱交換器(2)的位置。
[0043]在根據(jù)該描述的另外實(shí)施例中，熱交換器(2)具有旁通密封件(28)，該旁通密封件布置在熱交換器(2)的前面(26)上，例如，如圖6-9中所示。在這種實(shí)施例中，并且如前所述，密封件(28)還設(shè)置有密封面(32)和熱交換器接合面(30)，該熱交換器接合面的輪廓與它接合到其上的熱交換器(2)的前面(26)互補(bǔ)。此外，密封件(28)可以存在于鄰近熱交換器(2)的側(cè)面(22)的前面的邊緣(38)。在圖6-9中示出的實(shí)施例中，密封件(28)存在于邊緣(38)，該邊緣(38)鄰近具有板對(12)和翅片(24)的端部的側(cè)面(22)。然而，將理解，第二密封件(28)也可以布置在熱交換器(2)的前面(26)的相對端部。
[0044]歧管(4)可以被制備或適當(dāng)?shù)刂圃煲匀菁{熱交換器(2)，其中密封件(28)存在于熱交換器(2)的前面(26)。如上所述的類似凹部(36)也可以被設(shè)置用來容納存在于前面
(26)上的密封件(28)。
[0045]用來將密封件(28)連接到熱交換器(2)的方法不是特別地并且可以特別地取決于特別應(yīng)用。在一個實(shí)施例中，密封件(28)摩擦地連接到熱交換器。在另一實(shí)施例中，密封件(28)被夾持在適當(dāng)位置并且設(shè)置有用來將密封件(28)夾持到熱交換器(2)的裝置，如圖6中所示。在另外實(shí)施例中，熱交換器可以設(shè)置有用來保持密封件的突出部(40)，如圖7中所示。突出部(40)和密封件(28)可以設(shè)置有另外裝置，諸如臂和間隙以便將該臂插入到該間隙中，從而將密封件(28)鎖定在適當(dāng)位置中。替代地，密封件(28)也可以螺栓連接在熱交換器(2)上，如圖8-11中所示。在又一另外實(shí)施例中，密封件(28)可以銅焊到熱交換器(2)上。此外，方法的組合可以用于將密封件(28)布置在熱交換器(2)上。
[0046]密封件(28)的構(gòu)造材料不受特別限制并且可以取決于特別的應(yīng)用。在一個實(shí)施例中，例如且不限于，密封件(28)由塑料(諸如熱塑性塑料)制成。而在另一實(shí)施例中，密封件(28)可以由與熱交換器(2)類似的材料制成以允許密封件(28)銅焊到熱交換器(2)。
[0047]在根據(jù)該描述的另一方面中，提供一種熱交換器組件，該熱交換器組件包含外殼
(4)和如這里描述的熱交換器(2)。整個組件可以被設(shè)置并且被裝配到發(fā)動機(jī)中以便使用。替代地，熱交換器(2)和歧管(4)可以被分離地設(shè)置。
[0048]可以作出描述的實(shí)施例的某些改變和修改。因此，上述實(shí)施例被認(rèn)為是說明性的且不是限制性的。
【權(quán)利要求】
1.一種熱交換器，所述熱交換器包括: 多個間隔開的板對，其中每一個板對限定流動通道以用于第一流體的流動； 一個或更多個翅片，所述一個或更多個翅片被所述間隔開的板對熱聯(lián)接且夾在中間以用于第二流體的流動； 流體歧管，所述流體歧管流體聯(lián)接到所述間隔開的板對的流動通道； 所述熱交換器具有由至少所述多個間隔開的板對和所述一個或更多個翅片限定的前面和側(cè)面；和 旁通密封件，所述旁通密封件與所述側(cè)面中的一個側(cè)面或所述前面互補(bǔ)并且接合地聯(lián)接到所述側(cè)面中的一個側(cè)面或所述前面，以便堵塞在所述熱交換器和用來接納所述熱交換器的外殼之間的間隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器，其中，所述旁通密封件與所述側(cè)面中的一個側(cè)面互補(bǔ)并且接合地聯(lián)接到所述熱交換器的所述側(cè)面中的一個側(cè)面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱交換器，其中，所述旁通密封件存在于所述熱交換器的兩個側(cè)面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中的任一項(xiàng)所述的熱交換器，其中，所述旁通密封件具有熱交換器接合面和密封面，所述熱交換器接合面具有凹口，所述凹口用來接納所述多個間隔開的板對的端部。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱交換器，其中，所述密封面允許所述熱交換器安裝在所述外殼中。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱交換器，其中，所述密封面是錐形的，以便滑動地安裝到所述外殼中的凹部中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器，其中，所述旁通密封件與所述前面互補(bǔ)并且接合地聯(lián)接到所述熱交換器的前面。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱交換器，其中，所述旁通密封件與所述前面互補(bǔ)并且布置在所述前面的、鄰近所述熱交換器的側(cè)面中的一個側(cè)面的邊緣處。
9.根據(jù)權(quán)利要求1到8中的任一項(xiàng)所述的熱交換器，還包括突出部，所述突出部用來將所述旁通密封件聯(lián)接到所述熱交換器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1到9中的任一項(xiàng)所述的熱交換器，其中，所述旁通密封件被夾持在所述熱交換器上。
11.根據(jù)權(quán)利要求1到9中的任一項(xiàng)所述的熱交換器，其中，所述旁通密封件被銅焊或螺栓連接在所述熱交換器上，或者被銅焊且螺栓連接在所述熱交換器上。
12.一種熱交換器組件，所述熱交換器組件包括: 外殼，所述外殼具有與開口連通的腔；和 熱交換器，所述熱交換器能夠被接納在所述外殼的腔中，所述熱交換器包括: 多個間隔開的板對，其中每一個板對限定流動通道以用于第一流體的流動； 一個或更多個翅片，所述一個或更多個翅片被所述間隔開的板對熱聯(lián)接且夾在中間以用于第二流體的流動； 流體歧管，所述流體歧管流體聯(lián)接到所述間隔開的板對的流動通道； 所述熱交換器具有由至少所述多個間隔開的板對和所述一個或更多個翅片限定的前面和側(cè)面；和 旁通密封件，所述旁通密封件與所述側(cè)面的一個或所述前面互補(bǔ)并且接合地聯(lián)接到所述側(cè)面中的一個側(cè)面或所述前面，以便堵塞在所述熱交換器和所述外殼之間的間隙。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的熱交換器組件，其中，所述旁通密封件與所述側(cè)面中的一個側(cè)面互補(bǔ)并且接合地聯(lián)接到所述熱交換器的所述側(cè)面中的一個側(cè)面。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的熱交換器組件，其中，所述旁通密封件具有熱交換器接合面和密封面，所述熱交換器接合面具有凹口，所述凹口用來接納所述多個間隔開的板對的端部。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的熱交換器組件，其中，所述密封面允許所述熱交換器安裝在所述外殼中。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的熱交換器組件，其中，所述密封面是錐形的，以便滑動地安裝到所述外殼中的凹部中。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的熱交換器組件，其中，所述旁通密封件與所述前面互補(bǔ)并且在所述前面的、鄰近所述熱交換器的側(cè)面中的一個側(cè)面的邊緣處接合地聯(lián)接到所述熱交換器的前面。
18.根據(jù)權(quán)利要求12到17中的任一項(xiàng)所述的熱交換器組件，還包括突出部，所述突出部用來將所述旁通密封件聯(lián)接到所述熱交換器。
19.根據(jù)權(quán)利要求12到18中的任一項(xiàng)所述的熱交換器組件，其中，所述旁通密封件被夾持在所述熱交換器上。
20.根據(jù)權(quán)利要求12到18中的任一項(xiàng)所述的熱交換器組件，其中，所述旁通密封件被銅焊或螺栓連接在所述熱交換器上，或者被銅焊且螺栓連接在所述熱交換器上。
【文檔編號】F02B29/04GK103959002SQ201180075107
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2011年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月28日
【發(fā)明者】L·M·金德, D·馬吉爾 申請人:達(dá)納加拿大公司